Валы двигателя и ведомые валы никогда не бывают идеально выровнены. Фиксированные «жесткие» муфты обеспечивают наибольшую эффективность передачи крутящего момента и мощности, но они имеют свои недостатки. Даже малейшее смещение может привести к преждевременному выходу из строя подшипника и оси, особенно на высоких скоростях.
Например, несоосные валы в неподвижном соединении могут создавать повторяющиеся нагрузки шариков подшипников на обоймы подшипников. После ряда повторений поверхность может получить повреждение. Проблема решается применением гибких муфт.
Сферы применения гибких муфт
Гибкие муфты в основном используются для подключения вращающегося источника энергии к вращающемуся оборудованию. Обычное промышленное применение включает подключение электрических и других типов двигателей к насосу. При производстве и передаче электроэнергии муфты соединяют турбины с генераторами, электрические распределительные устройства приводятся в действие серводвигателем через гибкую муфту, а в технологических установках с помощью них приводятся в действие клапаны. Станки и другая промышленная автоматика полагаются на гибкие муфты, передающие мощность от источника двигателя.
Типы гибких муфт
Большинство гибких сцеплений можно разделить на несколько групп:
- механические гибкие муфты,
- эластомерные муфты;
- магнитные муфты.
Механические упругие муфты компенсируют несоосность между соединенными валами за счет зазоров, предусмотренных конструкцией устройства. Они также могут компенсировать угловое смещение за счет вращения по нескольким осям, например, универсальный шарнир.
Эластомерные муфты основаны на изгибании компонентов для компенсации несоосности вала. Рабочий элемент может быть выполнен из любого подходящего гибкого материала, который достаточно устойчив к усталостному разрушению, чтобы обеспечить приемлемый срок службы.
Магнитные муфты передают крутящий момент между валами с помощью магнитного поля, а не механического соединения.
Преимущества гибкого соединения
Гибкие муфты, как правило, являются наиболее податливыми компонентами в системах механического движения, что делает жесткость на кручение критическим фактором с точки зрения сохранения позиционного контроля над нагрузкой.
Жесткая муфта может привести к преждевременному выходу подшипника из строя, если используется в условиях несоосности. Рассмотрим упаковочную машину, которую нельзя удерживать строго параллельно. Подсоединенные валы передают чрезмерные усилия на другие компоненты системы. Жесткое соединение валов может привести к выходу из строя или повреждению подшипников двигателя и редуктора. Замена двигателя и редуктора стоит дорого, а производственное время будет потеряно в случае простоя оборудования. В этом же случае гибкая муфта, предназначенная для устранения параллельного смещения валов, будет создавать низкие нагрузки на подшипники и действовать как механический предохранитель, выходя из строя при чрезмерных нагрузках и предохраняя двигатель и редуктор от повреждений.